Definición De Fotosíntesis

La Fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas y algunas bacterias y algas utilizan la energía de la luz solar para producir glucosa a partir del dióxido de carbono y el agua. Esta glucosa se puede convertir en piruvato que libera trifosfato de adenosina (ATP) mediante la respiración celular. El oxígeno también se forma.

La conversión de la energía utilizable de la luz solar en energía química se asocia con la acción de la clorofila de pigmento verde.

La clorofila es una molécula compleja. Varias modificaciones de la clorofila ocurren entre las plantas y otros organismos fotosintéticos. Todos los organismos fotosintéticos tienen clorofila a. Los pigmentos accesorios absorben la energía que la clorofila a no absorbe.

Los pigmentos accesorios incluyen clorofila b (también c, d y e en algas y otros), xantofilas y carotenoides (como el betacaroteno). La clorofila a absorbe su energía de las longitudes de onda azul violeta-azul y rojizo-naranja rojizo, y poco de las longitudes de onda intermedias (verde-amarillo-naranja).

Todas las clorofilas tienen:

  • Una cola de hidrocarburo soluble en lípidos (C20H39 -)
  • Una cabeza hidrofílica plana con un ion de magnesio en su centro; diferentes clorofilas tienen diferentes grupos laterales en la cabeza
  • La cola y la cabeza están unidas por un enlace éster.

Estructura de la hoja

Las plantas son los únicos organismos fotosintéticos que tienen hojas (y no todas las plantas tienen hojas). Una hoja puede verse como un colector solar repleto de células fotosintéticas.

Las materias primas de la fotosíntesis, el agua y el dióxido de carbono, ingresan a las células de la hoja y los productos de la fotosíntesis, el azúcar y el oxígeno, abandonan la hoja.

El agua ingresa a la raíz y se transporta hasta las hojas a través de células vegetales especializadas conocidas como vasos de xilema. Las plantas terrestres deben protegerse contra la desecación y así han evolucionado estructuras especializadas conocidas como estomas para permitir que el gas entre y salga de la hoja.

El dióxido de carbono no puede pasar a través de la capa cerosa protectora que cubre la hoja (cutícula), pero puede ingresar a la hoja a través del estoma, flanqueado por dos celdas de protección. Del mismo modo, el oxígeno producido durante la fotosíntesis solo puede pasar de la hoja a través de los estomas abiertos.

Desafortunadamente para la planta, mientras estos gases se mueven entre el interior y el exterior de la hoja, también se pierde una gran cantidad de agua. Los árboles de Cottonwood, por ejemplo, perderán 100 galones (aproximadamente 450 dm3) de agua por hora durante los días cálidos del desierto.

fotosíntesis

Estructura del cloroplasto y las membranas fotosintéticas

El tilacoide es la unidad estructural de la fotosíntesis. Tanto los procariotas fotosensibles como los eucariotas tienen estos sacos aplanados o vesículas que contienen químicos fotosintéticos. Solo los eucariotas tienen cloroplastos con una membrana circundante.

Los tilacoides se apilan como panqueques en pilas conocidas colectivamente como grana. Las áreas entre grana se conocen como estroma. Mientras que la mitocondria tiene dos sistemas de membrana, el cloroplasto tiene tres, formando tres compartimentos.

Etapas de la fotosíntesis

Cuando la clorofila absorbe la energía de la luz, un electrón gana energía y se “excita”. El electrón excitado se transfiere a otra molécula (llamada aceptor primario de electrones). La molécula de clorofila se oxida (pérdida de electrones) y tiene una carga positiva.

La fotoactivación de la clorofila a produce la división de las moléculas de agua y la transferencia de energía al ATP y reduce el dinucleótido fosfato de nicotinamida y adenina (NADP).

Las reacciones químicas involucradas incluyen:

  • Reacciones de condensación: responsables de la división de las moléculas de agua, incluida la fosforilación (la adición de un grupo fosfato a un compuesto orgánico)
  • Reacciones de oxidación / reducción: involucran transferencia de electrones

La fotosíntesis es un proceso de dos etapas.

Las reacciones dependientes de la luz, una serie de reacciones dependientes de la luz que ocurren en la grana, y requieren la energía directa de la luz para formar moléculas portadoras de energía que se usan en el segundo proceso:

La energía de la luz está atrapada por la clorofila para producir ATP (fotofosforilación)
Al mismo tiempo, el agua se divide en oxígeno, iones de hidrógeno y electrones libres.

Los electrones luego reaccionan con una molécula transportadora de nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP), cambiándola de su estado oxidado (NADP +) a su estado reducido (NADPH)

Las reacciones independientes de la luz son una serie de reacciones que ocurren en el estroma de los cloroplastos, cuando los productos de la reacción ligera, ATP y NADPH, se usan para producir carbohidratos a partir del dióxido de carbono (reducción); inicialmente se forma gliceraldehído 3-fosfato (una molécula de 3 átomos de carbono).

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